运动控制系统课程教学大纲-上海交通大学自动化系
《运动控制系统》课程教学大纲 课程代码:AU310 开课学期:第 6 学期 学分/学时 :3/48 (理论学时:40; 实验和课程设计学时:8) 课程类别:专业基础必修课 先修课程: 自动控制原理、计算机控制、电力电子技术 后修课程:无 开课单位:电子信息与电气工程学院 课程团队负责人: 赵群飞 责任教授:赵群飞 大纲执笔: 赵群飞 教授 审核:周越 教学副主任 一、课程学习目标及其与指标点的关系 《运动控制系统》是一门讲授交、直流电动机控制理论和控制规律,以提高 电能利用效率及运动控制系统性能的一门专业主干课程,是自动化专业的一门 必修课。本课程秉承理论与实际相结合的理念,使学生了解并掌握各类交、直 流电动机控制系统的基本结构、工作原理和性能指标,掌握先进的运动控制理 论和系统设计方法,具备以下综合分析能力和工程设计能力: 1. 掌握直流电动机调速系统结构特点、调速原理和数学模型;理解速度反馈控 制原理、熟练掌握调速系统静态和动态性能指标。(支撑毕业要求 1-3 和 5- 3) 2. 掌握闭环系统静特性与开环系统机械特性的关系,理解转速反馈控制作用,掌 握数字测速方法和数字 PID 算法。掌握转速、电流双闭环反馈控制直流调速 系统的数学模型与动态过程分析,控制系统的动态性能指标和调速系统中调 节器的工程设计方法。(支撑毕业要求 2-1 和 3-2) 3. 掌握交流异步电动机调速时转差功率变化规律和处理方法,交流异步电动机 稳态模型和调速方法;掌握异步电动机变压变频调速基本原理及机械特性,交 流异步电动机动态数学模型的基本性质和坐标变换方法,理解掌握矢量控制 系统和直接转矩控制系统工作原理和控制系统结构。理解掌握同步电动机的 稳态模型与调速方法,熟悉、了解同步电动机的矩角特性和变压变频调速原理。 (支撑毕业要求2-1) 4. 掌握调速系统、伺服系统控制器的数字化和嵌入式实现,熟练利用 MatLab、 LabView 等工具进行系统仿真和验证。(支撑毕业要求 5-3) 5. 通过分组进行的直流双闭环调速系统实验、交流电动机矢量控制和变频控制 实验以及课程设计,进一步了解系统的负载特性和抗干扰能力,控制器各参数 对静态特性、动态特性、稳态指标、动态指标的影响和工程设计方法。 (支撑 毕业要求 9-2 和 10-3) 二、课程学习目标与教学内容和方法的对应关系 课程目标 支撑的毕业要求-指标点 教学内容 学时 教学方法 1-3:针对一个复杂工程 课程目标 1: 系统问题,能够应用工 掌握直流电动机 程基础和专业知识进行 调速系统结构特 正确认识与推理。 1)运动控制及其相关学科 点、调速原理和 5-3: 基于对复杂工程实 2)运动控制系统及其组成 2 1.课堂讲授 数学模型;理解 际问题的初步分析结 3)运动控制系统的转矩控 2.作业练习 速度反馈控制原 果,能够开发、选择与 制规律 理、熟练掌握调 使用恰当的技术、资 速系统静态和动 源、现代工程工具和信 态性能指标。 息技术工具,并知晓其 局限性。 1)相控整流器-电动机系
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